鋼鐵材料的擠(ji)壓與鋁、銅等有色金屬一樣,按擠壓方法分為正擠壓、反擠壓、復合擠壓等;按擠壓溫度分為冷擠壓、溫擠壓、熱擠壓等幾類。
一、冷擠壓(ya)
從金(jin)屬學的(de)(de)(de)(de)概念出發,冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)應定義為溫(wen)度(du)(du)低(di)于回復溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya),而對于鋁、銅、鈦(tai)等大多數(shu)有(you)色金(jin)屬以(yi)及鋼鐵材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao),通(tong)常所說的(de)(de)(de)(de)冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)一般是指在室(shi)溫(wen)下的(de)(de)(de)(de)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)。鋼鐵材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)主要用(yong)于零件的(de)(de)(de)(de)直接(jie)成(cheng)型或近凈(jing)形成(cheng)型,具有(you)節約原材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)、制(zhi)品尺寸精度(du)(du)高(gao)、表面質量好(hao)、強度(du)(du)高(gao)、生產(chan)率高(gao)等優點。適(shi)合(he)于冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)應具有(you)較好(hao)的(de)(de)(de)(de)塑性、較低(di)的(de)(de)(de)(de)加工硬(ying)化能(neng)(neng)(neng)力,例如中低(di)碳鋼、低(di)合(he)金(jin)鋼等。鎳含量比較高(gao)的(de)(de)(de)(de)鋼一般不采(cai)用(yong)冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)進行(xing)成(cheng)型。冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)形狀與尺寸主要根據(ju)成(cheng)型件的(de)(de)(de)(de)形狀與尺寸、擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)成(cheng)型工藝來(lai)確(que)(que)定。確(que)(que)定坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)形狀的(de)(de)(de)(de)主要原則(ze)為:形狀盡可(ke)能(neng)(neng)(neng)簡單,所需(xu)成(cheng)型工序(xu)盡可(ke)能(neng)(neng)(neng)少(shao),有(you)利于獲得均(jun)勻的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬流動和均(jun)勻性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)制(zhi)品。冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)前的(de)(de)(de)(de)坯(pi)料(liao)(liao)(liao)(liao)一般需(xu)要經過退火處理和潤滑處理。冷擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)變(bian)形程(cheng)度(du)(du)遠(yuan)遠(yuan)低(di)于相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)熱(re)擠(ji)(ji)(ji)壓(ya)變(bian)形程(cheng)度(du)(du)。
二、溫擠壓
擠(ji)壓(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)低(di)于(yu)再結晶溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)而高于(yu)回復溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)時的(de)擠(ji)壓(ya)稱為溫(wen)擠(ji)壓(ya)。在溫(wen)擠(ji)壓(ya)過程中,被擠(ji)壓(ya)金屬的(de)變形(xing)抗(kang)力低(di),擠(ji)壓(ya)能耗下降;模具(ju)磨損(sun)減輕、壽(shou)命提高;道(dao)次(ci)變形(xing)量大,可(ke)以減少成型(xing)工序;金屬可(ke)成型(xing)性提高,有(you)利于(yu)成型(xing)形(xing)狀較(jiao)為復雜的(de)制品(pin);可(ke)用(yong)于(yu)冷擠(ji)壓(ya)難加工材料(liao)的(de)零部件(jian)成型(xing)。擠(ji)壓(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)對于(yu)溫(wen)擠(ji)壓(ya)來說十分重要,選擇擠(ji)壓(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du),主要應綜合考慮產品(pin)的(de)性能、形(xing)狀與尺寸精度(du)(du)(du)(du)(du)、表(biao)(biao)面質量、工模具(ju)強度(du)(du)(du)(du)(du)、設備能力等因素。表(biao)(biao)1-1為各種(zhong)材料(liao)的(de)溫(wen)擠(ji)壓(ya)溫(wen)度(du)(du)(du)(du)(du)范圍。
潤(run)滑是溫擠壓(ya)的(de)重(zhong)要工(gong)藝環節,對(dui)制(zhi)品的(de)表面質(zhi)量、尺(chi)寸精度、擠壓(ya)能(neng)耗、模具(ju)壽(shou)命均有重(zhong)要影響,潤(run)滑劑的(de)好壞甚至直接影響成型加工(gong)的(de)可行性。對(dui)溫擠壓(ya)用(yong)潤(run)滑劑的(de)主要要求如下:
(1) 耐高(gao)壓(ya),可(ke)以承受(shou)2000MPa以上的壓(ya)力作用。
(2) 在(zai)擠壓溫度范圍內具有足夠的黏性(xing)和較(jiao)強的表面吸附能力、較(jiao)好的流動性(xing)能。
(3) 盡可(ke)能低的摩擦系數。
(4) 良好的高溫穩(wen)定性(xing),要(yao)求(qiu)在800℃以下的溫度范圍(wei)內不產生化學反應。
(5) 良好的(de)抗金屬質點黏附性(xing)能。
三、熱擠壓
熱(re)(re)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)是(shi)在再結晶(jing)溫度以(yi)上的溫度條件下的擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)。鋼鐵材(cai)料(liao)熱(re)(re)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)成型(xing)技術取得(de)飛躍發展是(shi)在1941年法(fa)國的J.Sejournet 發明(ming)了(le)玻璃(li)潤滑劑擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)法(fa)之后。鋼鐵材(cai)料(liao)熱(re)(re)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時,在擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)溫度、擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)、擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)速度、潤滑條件與(yu)(yu)方(fang)式等方(fang)面,與(yu)(yu)鋁(lv)及鋁(lv)合(he)金、銅及銅合(he)金等有色(se)金屬(shu)的熱(re)(re)擠(ji)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)相比(bi),具(ju)有如下特點:
(1) 擠壓溫度高,通常(chang)在1000~1250℃。
(2) 擠壓(ya)壓(ya)力高,工(gong)模具工(gong)作條(tiao)件惡劣(lie)。
(3) 為(wei)了(le)防止擠壓(ya)過程中工模具過度升溫而影響(xiang)其強度,通常選用快速擠壓(ya)。
(4) 為了確保高(gao)溫潤滑性能(neng),一般采用玻(bo)璃潤滑劑熱擠壓,擠壓完成后需對制(zhi)品進行脫(tuo)出玻(bo)璃處理(li)。
(5) 良(liang)好的玻璃潤滑劑可以使金屬流動(dong)均勻性大為改善。
鋼鐵材料熱(re)擠(ji)壓(ya)中(zhong),擠(ji)壓(ya)模、芯桿、擠(ji)壓(ya)筒、擠(ji)壓(ya)墊片等工(gong)模具(ju)(ju)的工(gong)作條件十(shi)分(fen)惡劣。用作工(gong)模具(ju)(ju)的材料,既要求具(ju)(ju)有高(gao)強(qiang)度,又要求具(ju)(ju)有優(you)良的耐高(gao)溫、耐磨損性(xing)能(neng)。實際(ji)生(sheng)產中(zhong)所用的工(gong)模具(ju)(ju)材料主(zhu)要有H13(美國)、SKD61、SKD62、SKD6(日本)、2Cr2W8V(中(zhong)國)。由于以上特點,鋼鐵材料的熱(re)擠(ji)壓(ya)生(sheng)產成(cheng)本要比鋁(lv)合金及銅合金的高(gao)得多。